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惊人发现:异常胚胎仍可发育成健康婴儿?

来源/作者:Guest   发表时间:2016-03-30 11:39:49  
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  最近,剑桥大学研究人员进行的一项小鼠研究表明,在早期胚胎中的异常细胞,并不一定表明出生婴儿有先天缺陷(如唐氏综合征)。相关研究结果发表在3月29日的《Nature Communications》杂志。

       最近,剑桥大学研究人员进行的一项小鼠研究表明,在早期胚胎中的异常细胞,并不一定表明出生婴儿有先天缺陷(如唐氏综合征)。3月29日在《Nature Communications》杂志上发表的一项研究中,科学家表明,异常细胞会被淘汰,取而代之的是健康细胞,从而修复胚胎——而且在许多情况下可完全修复。

       剑桥大学生理学、发育学和神经科学系的研究人员,报道了一个非整倍性的小鼠模型,其胚胎中的一些细胞,包含异常数量的染色体。通常,人类胚胎中的每一个细胞应该包含23对染色体(22对染色体和1对性染色体),但一些细胞可能携带染色体的多个拷贝,这可能导致发育障碍。例如,有的孩子出生时有三个21号染色体的拷贝,他们将患上唐氏综合症。延伸阅读:二胎时代,让唐氏综合症终止于二代测序!。

       孕妇——特别是大龄孕妇,其后代患这类疾病的风险最大,在产前检测中,可通过检测来预测基因异常的可能性。在怀孕11周和14周之间,母亲可能会接受次绒毛膜绒毛样检(CVS),这个测试包括,去除和分析来自胎盘的细胞。后面的测试,称为羊膜穿刺术,包括分析胎儿脱落到周围羊水中的细胞——这个测试更准确,但通常是在怀孕15周到20周期间进行的,此时胎儿正进一步发育。

       这项研究的资深作者Zernicka-Goetz教授,在她孕育第二个孩子时受到自己经历的启发,开展了这项研究。Zernicka-Goetz教授说:“越来越多的女性生孩子的年龄在40岁以上,我就是其中一个,我孕育第二个孩子的时候44岁。”延伸阅读:PLOS:高龄孕妇出生缺陷的分子机制;“高龄女性较易流产和出生缺陷儿”观点被质疑。

       当时,CVS测试发现,在连接她和胎儿的胎盘中,多达四分之一的细胞是异常的:发育中的胎儿也有异常细胞吗?当Zernicka-Goetz教授在与遗传学家讨论潜在影响时,她发现,关于发育胚胎内含有异常细胞的胚胎的命运,我们还了解甚少。

       对Zernicka-Goetz教授来说,幸运的是,她的儿子Simon出生时很健康,她说:“我知道,当Simon健康出生时,我是多么幸运和快乐。”

       Zernicka-Goetz教授补充说:“许多孕妇,不得不根据一次检测做出一个艰难的选择,而这些测试的结果我们并不完全理解。如果四分之一的胎盘细胞携带基因异常,意味着什么?孩子会有细胞异常的可能性有多大?这是我们想要回答的问题。既然女人生孩子的平均年龄不断上升,因此,这个问题就变得越来越重要。”

        本文的另一位资深作者、惠康基金会Sanger研究所的Thierry Voet教授指出:“事实上,具有异常数量或异常结构染色体的异常细胞,曾在80 %到 90%的试管受精人类早期胚胎中观察到过,CSV测试可能一定程度地揭示了这些异常。”

       在威康信托基金会资助的一项研究中,Zernicka-Goetz教授和他的同事,通过将8细胞阶段的小鼠胚胎——其中细胞是正常的,与细胞异常的胚胎进行混合,制备了一个非整倍性的小鼠模型。异常的小鼠胚胎相对来说不太常见,所以该研究团队使用一个称为逆转素(reversine)的分子,来诱发非整倍性。

       在这种胚胎中——正常细胞和异常细胞各占一半,研究人员观察到,胚胎内的异常细胞被细胞凋亡(或程序性细胞死亡)杀死。这使得正常细胞接管过来,从而产生的胚胎其所有的细胞都是健康的。当细胞的混合是三个异常细胞与一个正常细胞时,一些不正常的细胞则继续生存,但是正常细胞的比例有所增加。

       Zernicka-Goetz教授解释道:“胚胎有惊人的、修复自身的能力。我们发现,即使早期胚胎中有一半的细胞是异常的,胚胎也可能完全自我修复。如果在人类也是这样的话,这将意味着,即使初步迹象显示一个孩子可能有先天缺陷(因为其胚体中有一些异常细胞,但重要的是,并非所有的细胞都是异常的),事实情况可能未必如此。”

      下一步,研究人员将试图确定,完全修复一个胚胎所需的健康细胞的确切比例,以及消除异常细胞的机制。

推荐原文:
Bolton, H et al. Mouse model of chromosome mosaicism reveals lineage-specific depletion of aneuploid cells and normal developmental potential. Nature Comms; 26 March 2016

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